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BCD 工艺制程技术简介
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2024-07-19 | 118 次浏览 | 分享到:

1986年,意法半导体(ST)公司率先研制成功BCD工艺制程技术。BCD工艺制程技术就是把BJT,CMOS和DMOS器件同时制作在同一芯片上。BCD工艺制技术除了综合了双极器件的高跨导和强负载驱动能力,以及CMOS 的高集成度和低功耗的优点,使其互相取长补短,发挥各自的优点外,更为重要的是它还综合了高压 DMOS器件的高压大电流驱动能力的特性,使DMOS 可以在开关模式下工作,功耗极低。从而不需要昂贵的陶瓷封装和冷却系统就可以将大功率传递给负载。低功耗是 BCD 工艺集成电路的一个主要优点之一。

BCD 工艺集成电路可大幅降低功率耗损,提高系统性能,节省电路的封装成本,并具有更好的可靠性。在BCD 工艺集成电路中,DMOS 器件采用厚的栅氧化层,更深的结深和更大的沟道长度。另外,DMOS 器件的独特耐高压结构决定了它的漏极能承受高压,而且可在小面积内做超大尺寸器件,做到高集成度。DMOS 器件适合用于设计模拟电路和输出驱动,尤其是高压功率部分,但不适合做逻辑处理,CMOS 器件可以弥补它这个缺点。

DMOS 与 CMOS 器件结构类似,也是由源、漏和栅组成,但是 DMOS 器件的漏极击穿电压非常高。DMOS 器件主要有两种类型,一种是 VDMOS(Vertical Double Diffused MOSFET,垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管),另一种是 LDMOS(Lateral Double Diffused MOSFET,横向双扩散金属氧化物半导体场效应管)。图1-17所示为 VDMOS 和LDMOS 剖面图。图1-17a是VDMOS 分立器件的剖面图,它的漏极是从衬底接线的,它的源极,栅极和漏极不在一个平面,所以它只能做分立器件,而不能与其他CMOS集成在一个芯片。图1-17b是与CMOS 工艺制程技术兼容的VDMOS 的剖面图,它的三端(源极,栅极和漏极)是在一个平面,VDMOS器件的沟道长度是由轻掺杂的P型漂移区决定的,漏极通过轻掺杂的HVNW连接沟道,它可以有效防止源漏穿通,在漏极电压较高的情况下,该区域会完全耗尽,因而可以承受很大的电压差。图1-17c是与CMOS 工艺制程技术兼容的 LDMOS 的剖面图,它的三端(源极,栅极和漏极)也是在同一个平面,LDMOS 与VDMOS 的主要区别是 LDMOS 的电流横向流动。与CMOS 工艺制程技术兼容的 VDMOS 和LDMOS 被广泛应用于集成电路设计。P_drift是p型漂移区,N_drift是n 型漂移区,HVNW(High Voltage N-WELL) 是高压n型阱。